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原文传递深水裸岩河床条件下无封底双壁钢围堰的设计问题与施工风险控制

论文题名：	深水裸岩河床条件下无封底双壁钢围堰的设计问题与施工风险控制
关键词：	裸岩河床;双壁钢围堰;深水施工;涌水特征;极限状态
摘要：	长江中上游地区随着三峡库区蓄水成功，在冬、春季节，三峡库区处于175m左右的高水位状态，并且持续时间比较长，使得在较低水位施工的时间大大缩短;而在夏天，为了满足防洪渡汛的需要，水位下降到汛限水位145m左右，一年中水位高差变化大。而且因山区河流地形陡峭和落差大等固有特点，使得水流湍急，河床泥沙覆盖层薄，甚至岩层裸露，有些河床岩石节理裂隙发育，使得长江上游应用双壁钢围堰施工深水基础面临预防围堰内涌水、涌泥和围堰结构抗浮等难题。　　本文主要针对裸岩河床条件下施工深水基础采用的无封底双壁钢围堰进行研究，主要做了以下工作: 　　①收集分析与临时结构设计、施工有关的规范条款，提出临时结构设计的容许应力法和极限状态法的计算内容，然后针对双壁钢围堰结构设计进行细化，发现深水裸岩河床条件下无封底双壁钢围堰的设计计算中存在以下问题: 　　1)当采用容许应力法进行钢围堰设计计算时，安全系数K的合理取值需进一步确定。　　2)当采用极限状态法进行钢围堰设计计算时，作用的分项系数和组合系数的大小仍需进一步研究确定。　　3)对于环境荷载，风荷载和波浪力已有设计规范给出了作用不同重现期的计算方法，而对于水流力还未提出适用于作用不同重现期的计算方法;横向水流力对钢围堰的影响较大，但是研究较少，特别是跨海大桥施工围堰水流力问题还需进一步的研究。　　4)抗浮验算是深水裸岩河床条件下无封底双壁钢围堰结构设计计算的重要内容，可以通过在韧脚外围焊接钢筋等措施钢围堰的抗浮能力;而且河床岩层裂隙水压力或基底的渗流压力对钢围堰的浮力影响较大。　　5)目前可偏保守的可用容许应力法计算深水裸岩河床条件下无封底双壁钢围堰的局部强度、稳定性和地基承载力;利用极限状态法计算钢围堰的整体稳定性和抗浮稳定性。　　②依托工程实例，利用容许应力法验算了双壁钢围堰组合荷载作用下和工作状态的局部强度、稳定性和低水位时地基承载力验算，利用极限状态法验算了双壁钢围堰的整体稳定性。计算结果表明:进行钢围堰抗浮稳定性验算时测试和模拟计算围堰基槽与基槽混凝土接触位置渗透压力是非常有必要的，可以大量的减少压重，减少施工成本的投入;钢围堰与基槽混凝土之间的粘结力和基槽混凝土与基岩之间的粘结力对围堰的抗浮、抗滑移验算影响较大。　　③利用模糊综合评价法对深水裸岩河床条件下采用无封底双壁钢围堰的施工过程进行了整体的风险评价，结果表明无封底双壁钢围堰施工整体风险处于较低水平;施工中最大的风险因素是围堰内涌水，主要受基槽清基干净程度和帷幕注浆止水效果的影响。　　④对钢围堰内涌水这一主要风险因素给出了详细的止水措施，并根据无封底双壁钢围堰的设计、安装过程的关键风险因素，给出相应的注意事项，保证施工的安全性，避免发生安全事故。
作者：	吴代生
专业：	土木工程；桥梁与隧道工程
导师：	钟明全
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文